(57)【要約】【課題】  温度に対して直線的に変化する出力電圧を得ることができる積層型ＮＴＣサーミスタを提供する。【解決手段】  積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａにおいては、サーミスタ層４がサーミスタ層３の両側に配置されている。そして、外部電極７と接続された内部電極５は、一方のサーミスタ層４内に配置されており、外部電極８と接続された内部電極６は、他方のサーミスタ層４内に配置されている。これにより、外部電極７と外部電極８との間では、内部電極５、一方のサーミスタ層４の一部、サーミスタ層３の一部、他方のサーミスタ層４の一部及び内部電極６が直列に接続されることになる。ここで、サーミスタ層４のＢ定数Ｂ２は、サーミスタ層３のＢ定数Ｂ１より低くなっている。従って、積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａによれば、温度に対して出力電圧を直線的に変化させることが可能になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサーミスタ層が積層されてなる積層型ＮＴＣサーミスタであって、
第１のＢ定数を有する第１のサーミスタ層と、
前記第１のサーミスタ層の両側に配置され、前記第１のＢ定数と異なる第２のＢ定数を有する第２のサーミスタ層と、
一方の前記第２のサーミスタ層内に配置された第１の内部電極と、
前記第１の内部電極と接続された第１の外部電極と、
前記第１のサーミスタ層内、他方の前記第２のサーミスタ層内、又は前記第１のサーミスタ層と他方の前記第２のサーミスタ層との界面に配置された第２の内部電極と、
前記第２の内部電極と接続された第２の外部電極とを備えることを特徴とする積層型ＮＴＣサーミスタ。
【請求項２】
前記第２のサーミスタ層は、前記第１のサーミスタ層の中心を基準として点対称となるように、前記第１のサーミスタ層の両側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の積層型ＮＴＣサーミスタ。
【請求項３】
前記第２の内部電極は他方の前記第２のサーミスタ層内に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の積層型ＮＴＣサーミスタ。
【請求項４】
前記第１の内部電極と前記第２の内部電極とは、前記第１のサーミスタ層の中心を基準として点対称となるように、前記第１のサーミスタ層の両側に配置されていることを特徴とする請求項３記載の積層型ＮＴＣサーミスタ。
【請求項５】
前記第１のサーミスタ層と前記第２のサーミスタ層との界面には、前記第１の内部電極と前記第２の内部電極との間に位置するように第３の内部電極が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の積層型ＮＴＣサーミスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型ＮＴＣサーミスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、所定のＢ定数を有するＮＴＣサーミスタにおいては、温度に対して出力電圧が曲線的に変化するので、その出力電圧を処理するためにはマイクロコンピュータが必要になるなど、回路が複雑化するという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、第１のＢ定数を有するＮＴＣサーミスタと、第１のＢ定数と異なる第２のＢ定数を有するＮＴＣサーミスタとが並列又は直列に接続されて構成された複合型ＮＴＣサーミスタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような複合型ＮＴＣサーミスタによれば、温度に対して出力電圧が直線的に変化するので、回路を単純化することが可能になる。
【特許文献１】特開２００３−２７２９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近時、上述したような複合型ＮＴＣサーミスタを一素子で具現化することが要請されていた。
【０００５】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、温度に対して直線的に変化する出力電圧を得ることができる積層型ＮＴＣサーミスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る積層型ＮＴＣサーミスタは、複数のサーミスタ層が積層されてなる積層型ＮＴＣサーミスタであって、第１のＢ定数を有する第１のサーミスタ層と、第１のサーミスタ層の両側に配置され、第１のＢ定数と異なる第２のＢ定数を有する第２のサーミスタ層と、一方の第２のサーミスタ層内に配置された第１の内部電極と、第１の内部電極と接続された第１の外部電極と、第１のサーミスタ層内、他方の第２のサーミスタ層内、又は第１のサーミスタ層と他方の第２のサーミスタ層との界面に配置された第２の内部電極と、第２の内部電極と接続された第２の外部電極とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この積層型ＮＴＣサーミスタにおいては、第２のサーミスタ層が第１のサーミスタ層の両側に配置されている。そして、第１の外部電極と接続された第１の内部電極は、一方の第２のサーミスタ層内に配置されており、第２の外部電極と接続された第２の内部電極は、第１のサーミスタ層内、他方の第２のサーミスタ層内、又は第１のサーミスタ層と他方の第２のサーミスタ層との界面に配置されている。これにより、第１の外部電極と第２の外部電極との間では、少なくとも、第１の内部電極、一方の第２のサーミスタ層の一部、第１のサーミスタ層の一部及び第２の内部電極が直列に接続されることになる。ここで、第１のサーミスタ層の第１のＢ定数と第２のサーミスタ層の第２のＢ定数とは、互いに異なっている。従って、この積層型ＮＴＣサーミスタによれば、温度に対して出力電圧を直線的に変化させることが可能になる。しかも、第２のサーミスタ層が第１のサーミスタ層の両側に配置されているため、焼成による変形の抑制が可能になる。
【０００８】
また、第２のサーミスタ層は、第１のサーミスタ層の中心を基準として点対称となるように、第１のサーミスタ層の両側に配置されていることが好ましい。更に、第２の内部電極は他方の第２のサーミスタ層内に配置されていることが好ましい。そして、このとき、第１の内部電極と第２の内部電極とは、第１のサーミスタ層の中心を基準として点対称となるように、第１のサーミスタ層の両側に配置されていることが好ましい。これらにより、焼成による変形のより一層の抑制が可能になる。
【０００９】
また、第１のサーミスタ層と第２のサーミスタ層との界面には、第１の内部電極と第２の内部電極との間に位置するように第３の内部電極が配置されていることが好ましい。これにより、第１の内部電極と第２の内部電極との間において、第１のサーミスタ層と第２のサーミスタ層との境界部での拡散（一方のサーミスタ層の成分が他方のサーミスタ層に拡散すること）を防止することができ、温度に対して直線的に変化する出力電圧を確実に得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る積層型ＮＴＣサーミスタによれば、温度に対して直線的に変化する出力電圧を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る積層型ＮＴＣサーミスタの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
【００１２】
図１に示されるように、積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａは、複数のセラミック層が積層されてなる直方体状のサーミスタ素体２を具備している。このサーミスタ素体２は、Ｂ定数（第１のＢ定数）Ｂ１を有する複数のセラミック層が積層されてなるサーミスタ層（第１のサーミスタ層）３と、Ｂ定数Ｂ１より低いＢ定数（第２のＢ定数）Ｂ２を有する複数のセラミック層が積層されてなるサーミスタ層（第２のサーミスタ層）４とを備えている。なお、サーミスタ層３を構成するセラミック層は、例えば、Ｍｎ、Ｃｏを主成分とし、更に、Ｎｉ、Ｃａ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅの少なくとも１種以上を含有するペロブスカイト型金属酸化物により形成されており、サーミスタ層４を構成するセラミック層は、例えば、Ｍｎ、Ｃａを主成分とし、更に、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｔａの少なくとも１種以上を含有するペロブスカイト型金属酸化物により形成されている。
【００１３】
サーミスタ層４は、サーミスタ層３の中心を基準として点対称となるように、サーミスタ層３の両側に積層されている。つまり、サーミスタ層３，４の積層方向（以下、単に「積層方向」という）におけるサーミスタ層４の厚さは、サーミスタ層３の両側で略同一となっている。
【００１４】
一方のサーミスタ層４内には、矩形状の内部電極（第１の内部電極）５が形成されており、他方のサーミスタ層４内には、矩形状の内部電極（第２の内部電極）６が形成されている。これらの内部電極５と内部電極６とは、サーミスタ層３の中心を基準として点対称となるように、サーミスタ層３の両側に積層された各サーミスタ層４内に形成されている。なお、内部電極５，６は、例えば、Ａｇ、Ｐｄ又はＡｇ−Ｐｄ合金により形成されている。
【００１５】
内部電極５の内側端部５ａは、積層方向と直交する方向において対向するサーミスタ素体２の側面２ａ，２ｂのうちの側面２ｂに達しておらず、内部電極５の外側端部５ｂは、サーミスタ素体２の側面２ａに達している。一方、内部電極６の内側端部６ａは、サーミスタ素体２の側面２ａに達しておらず、内部電極６の外側端部６ｂは、サーミスタ素体２の側面２ｂに達している。また、内部電極５の内側端部５ａ側の一部５ｃと内部電極６の内側端部６ａ側の一部６ｃとは、一方のサーミスタ層４の一部、サーミスタ層３の一部、及び他方のサーミスタ層４の一部を挟んで積層方向において対向している。
【００１６】
内部電極５の一部５ｃと内部電極６の一部６ｃとで挟まれた領域Ａにおいては、積層方向における一方のサーミスタ層４の一部の厚さと、積層方向における他方のサーミスタ層４の一部の厚さとは略同一であり、積層方向におけるサーミスタ層３の一部の厚さより厚くなっている。
【００１７】
サーミスタ素体２の側面２ａには、内部電極５の外側端部５ｂと接続された外部電極（第１の外部電極）７が形成されており、サーミスタ素体２の側面２ｂには、内部電極６の外側端部６ｂと接続された外部電極（第２の外部電極）８が形成されている。これらの外部電極７，８は端子電極として機能する。なお、外部電極７，８は、例えば、Ａｇ、Ｐｄ又はＡｇ−Ｐｄ合金により形成されている。
【００１８】
次に、積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａの製造方法について説明する。
【００１９】
まず、金属元素比率でＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉがそれぞれ４５モル％、４５モル％、１０モル％となるように、酸化物又は炭酸塩の原料を湿式混合し、均一に混合されたセラミック材料を乾燥させ、更に仮焼成して仮焼成粉とする。この仮焼成粉を湿式粉砕し、粉砕された仮焼成粉末にバインダを加えてスラリーとする。そして、このスラリーをドクターブレード法又はスクリーン印刷法等によってシート状に成形した後、乾燥させて、サーミスタ層３を構成するセラミック層となるグリーンシートを得る。同様に、金属元素比率でＭｎ、Ｃａ、Ｃｏをそれぞれ４５モル％、４５モル％、１０モル％含有する材料を含むグリーンシートを用いて、サーミスタ層４を構成するセラミック層となるグリーンシートを得る。そして、サーミスタ層４を構成するセラミック層となる所定のグリーンシート上には、Ｐｄを主成分とする導電ペーストをスクリーン印刷して内部電極５，６となる電極を形成する。
【００２０】
このようにして得られたグリーンシートを所定の順序で積層し、圧力を加えて各グリーンシートを互いに圧着させてグリーンシート積層体とする。このグリーンシート積層体を乾燥させた後、ダイシングソー等によって所定の寸法に切断して積層体チップとする。そして、この積層体チップを１１００℃〜１２００℃の温度で焼成して、内部電極５，６が形成されたサーミスタ素体２を得る。続いて、積層方向と直交する方向において対向するサーミスタ素体２の側面２ａ，２ｂに、Ａｇを主成分とする導電ペーストを転写法により塗布し、焼付けて外部電極７，８を形成し、積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａを完成させる。
【００２１】
以上説明したように、積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａにおいては、サーミスタ層４がサーミスタ層３の両側に配置されている。そして、外部電極７と接続された内部電極５は、一方のサーミスタ層４内に配置されており、外部電極８と接続された内部電極６は、他方のサーミスタ層４内に配置されている。これにより、外部電極７と外部電極８との間では、内部電極５、一方のサーミスタ層４の一部、サーミスタ層３の一部、他方のサーミスタ層４の一部及び内部電極６が直列に接続されることになる。ここで、サーミスタ層４のＢ定数Ｂ２は、サーミスタ層３のＢ定数Ｂ１より低くなっている。従って、積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａによれば、温度に対して出力電圧を直線的に変化させることが可能になる。
【００２２】
また、内部電極５の一部５ｃと内部電極６の一部６ｃとで挟まれた領域Ａにおいては、積層方向における一方のサーミスタ層４の一部の厚さと、積層方向における他方のサーミスタ層４の一部の厚さとは略同一であり、積層方向におけるサーミスタ層３の一部の厚さより厚くなっている。ここで、Ｂ定数Ｂ２がＢ定数Ｂ１より低いため、一般的に、サーミスタ層４の比抵抗はサーミスタ層３の比抵抗より低くなる。しかしながら、上述した構成によれば、内部電極５の一部５ｃと内部電極６の一部６ｃとの間におけるサーミスタ層４の電気抵抗を高くすることができるので、温度に対して直線的に変化する出力電圧を確実に得ることが可能になる。
【００２３】
また、サーミスタ層４は、サーミスタ層３の中心を基準として点対称となるように、サーミスタ層３の両側に積層されている。しかも、内部電極５と内部電極６とは、サーミスタ層３の中心を基準として点対称となるように、サーミスタ層３の両側に積層された各サーミスタ層４内に形成されている。このような構成により、焼成による変形の抑制が可能になる。
【００２４】
また、一般的に、サーミスタ素体２の表面層では特性が変化してしまっているが、積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａでは、内部電極５、一方のサーミスタ層４の一部、サーミスタ層３の一部、他方のサーミスタ層４の一部及び内部電極６というようにサーミスタ素体２の内部において温度に対する出力電圧特性がとられるため、特性が変化してしまった表面層からの影響が防止される。
【００２５】
積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａは上述した実施形態に限定されない。
【００２６】
例えば、サーミスタ層４のＢ定数Ｂ２は、サーミスタ層３の両側で完全同一ではなく、サーミスタ層３の両側で略同一であってもよい。また、サーミスタ層３のＢ定数Ｂ１は、サーミスタ層４のＢ定数Ｂ２より低くてもよい。この場合には、内部電極５の一部５ｃと内部電極６の一部６ｃとで挟まれた領域Ａにおいて、積層方向における一方のサーミスタ層４の一部の厚さと、積層方向における他方のサーミスタ層４の一部の厚さとが、積層方向におけるサーミスタ層３の一部の厚さより薄くなることが好ましい。
【００２７】
また、積層方向におけるサーミスタ層４の厚さは、図２及び図３に示されるように、サーミスタ層３の両側で互いに異なっていてもよい。この場合にも、サーミスタ層３の片側のみにサーミスタ層４を積層する場合に比べれば、焼成による変形の抑制が可能になる。また、各サーミスタ層３，４は、一層のセラミック層からなるものであってもよい。
【００２８】
更に、内部電極６は、図２に示されるように、サーミスタ層３と他方のサーミスタ層４との界面に形成されていてもよいし、図３に示されるように、サーミスタ層３内に形成されていてもよい。これらの場合にも、外部電極７と外部電極８との間では、内部電極５、一方のサーミスタ層４の一部、サーミスタ層３の一部及び内部電極６が直列に接続されることになるため、温度に対して出力電圧を直線的に変化させることが可能になる。
［第２実施形態］
【００２９】
図４に示されるように、積層型ＮＴＣサーミスタ１Ｂは、サーミスタ層３とその両側に積層された各サーミスタ層４との界面に、内部電極５と内部電極６との間に位置するように内部電極（第３の内部電極）９が形成されている点で、上述した積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａと異なっている。具体的には、内部電極５の一部５ｃと内部電極６の一部６ｃとを遮るように、サーミスタ層３と各サーミスタ層４との界面に内部電極９が形成されている。
【００３０】
このように構成された積層型ＮＴＣサーミスタ１Ｂにおいても、上述した積層型ＮＴＣサーミスタ１Ａと同様の理由により、温度に対して出力電圧を直線的に変化させることが可能になる。
【００３１】
また、内部電極５の一部５ｃと内部電極６の一部６ｃとの間において、サーミスタ層３と各サーミスタ層４との境界部での拡散（一方のサーミスタ層の成分が他方のサーミスタ層に拡散すること）を防止することができ、温度に対して直線的に変化する出力電圧を確実に得ることが可能になる。
【００３２】
本発明は、上述した第１及び第２実施形態に限定されない。
【００３３】
例えば、図５に示される積層型ＮＴＣサーミスタ１Ｃのように、サーミスタ層３内に内部電極６が形成されており、サーミスタ層３の両側に積層された各サーミスタ層４内に内部電極５が形成されていてもよい。
【００３４】
また、図６に示される積層型ＮＴＣサーミスタ１Ｃのように、複数のサーミスタ層３のそれぞれの両側にサーミスタ層４が積層されている場合において、隣り合うサーミスタ層３，３間に積層されたサーミスタ層４内に内部電極６が形成されており、隣り合うサーミスタ層３，３の各サーミスタ層３とその外側に積層されたサーミスタ層４との界面に内部電極５が形成されていてもよい。
【００３５】
更に、図７に示される積層型ＮＴＣサーミスタ１Ｃのように、一方のサーミスタ層４内に形成された内部電極５と、他方のサーミスタ層４内に形成された内部電極６とが対向する方向は、積層方向と直交する方向に限定されず、積層方向と直交する方向及び積層方向のいずれとも交差する方向であってもよい。そして、積層方向と直交する方向及び積層方向のいずれとも交差する方向において対向する内部電極５と内部電極６とは、サーミスタ素体２内に複数対形成されていてもよい。また、積層方向と直交する方向及び積層方向のいずれとも交差する方向において対向する内部電極５と内部電極６との間に位置するように、内部電極１１がサーミスタ層３内に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る積層型ＮＴＣサーミスタの第１実施形態の断面図である。
【図２】図１に示された積層型ＮＴＣサーミスタの変形例の断面図である。
【図３】図１に示された積層型ＮＴＣサーミスタの変形例の断面図である。
【図４】本発明に係る積層型ＮＴＣサーミスタの第２実施形態の断面図である。
【図５】本発明に係る積層型ＮＴＣサーミスタの変形例の断面図である。
【図６】本発明に係る積層型ＮＴＣサーミスタの変形例の断面図である。
【図７】本発明に係る積層型ＮＴＣサーミスタの変形例の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…積層型ＮＴＣサーミスタ、３…サーミスタ層（第１のサーミスタ層）、４…サーミスタ層（第２のサーミスタ層）、５…内部電極（第１の内部電極）、６…内部電極（第２の内部電極）、７…外部電極（第１の外部電極）、８…外部電極（第２の外部電極）、９…内部電極（第３の内部電極）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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